匿名口令基密钥交换协议和可净化数字签名的研究

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1、摘要在当今的互联网中，(对身份和内容的)认证是一个基本的安全需求．本文研究两类特殊的认证技术，即匿名口令基密钥交换协议和可净化数字签名方案．口令基密钥交换协议允许协议双方通过共享的口令完成相互认证并协商一个安全的会话密钥．而匿名口令基密钥交换协议是一个具有用户匿名性的口令基密钥交换协议．即使是服务器也无法从认证过程中获取用户的身份信息．针对现有协议彳i够实用的问题，我们首先利用同态加密方案构造一个通用设备辅助的协议．该协议在服务器(计算和通信)资源消耗量和用户友好性之间达到了一个较好的平衡点，因而较以往的协议更为实用．在此基础上，我

2、们还给出了一个扩展的协议．该协议不需要任何额外设备的辅助，因此具有更好的用户友好性．尽管用户友好性的提升以公共参数数量增加为代价，但是该扩展协议在用户存储空间充裕或口令空间较小的情况下依然可行．可净化数字签名是一种特殊的数字签名技术，其允许签名者在对消息进行签名时指派一个净化者．该净化者可以对签名后的消息进行预先定义的修改操作．本文首先对Brzuska等人和Canard等人提出的两个方案进行密码分析．我们将分别描述具体的攻击方法以证明这两个方案不满足签名者可审计性．然后，我们对上述两个方案进行改进以修补其安全漏洞并同时获得较高的计算

3、效率和较短的签名．改进后的方案仍然沿用Brzuska等人和Canard等人的框架，即仍然采用变色龙哈希函数来构造方案．在Brzuska等人和Canard等人提出的方案中，基本算法的计算代价和签名长度与可修改子消息或者实际修改子消息的数量成正比．相比之下，在我们的改进方案中，基本算法计算代价和签名长度不但较小而且为常数．这使得我们的方案具有更好的计算效率和反应速度，并且节省存储空间．关键词：口令，密钥交换，用户匿名性，数字签名，变色龙哈希，可净化数字签名AbstractIntodav，sInternet,(identityandcon

4、tent)authenticationisafundamentalsecurityrequl静ment．Inthispaper'wefocusontwospecialauthenticationtechniques，theyareanonymousPass‘wordbasedauthenticatedkeyexchangeprotocolsandsanitizablesignatures·PasswordbasedauthenticatedkeyexchangeprotocolsallowtheparticipantstOauthe

5、nticateeach0ther锄destablishasecuresessionkeyusingtheirlyre‘sharedpassword·AnonymousPass—wordbasedauthenticatedkeyexchangeprotocolsarepasswordbasedauthenticatedkeyexchangeprotocolswithclientanonymity,whereevenservercannotextracttheidentityinformationoftheclientfromproto

6、colexecutions．InordertOsolvetheissuethatexistingprotocolsarenotprac。ticalenough．wefirstconstructageneric-device—aidedprotocolusinghomomorphicencryptlons·This口mtocolfindsagoodbalancepointbetween(computationandcommunicatlon)resourceconsumptionanduser-friendlienss，andthus

7、morepracticalthanpriorones·Basedontllisbaslcpr0Itoc01，wealsogiveanextendedprotocol，whichdonotneedanyauxiliarydevicesatall，andt11erefbreachievesbetteruser-friendliness．Althoughtheimprovementisatthecostoflncreaslngmenumberofpublicparameters，theextendedprotocolisstillfeas

8、ibleintheapplicationswhereclientshaveenoughmemoryspaceorthepasswordspaceisrelativelysmaller．SaIlitizablesignaturesare